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在林業(yè)生產(chǎn)中，林木球果的采集一直是個(gè)難題，國(guó)內(nèi)外雖已研制出了多種球果采集機(jī)，如升降機(jī)、樹(shù)干振動(dòng)機(jī)等，但由于這些機(jī)械本身都存在著這樣或那樣的缺點(diǎn)，所以沒(méi)有被廣泛使用。目前在林區(qū)仍主要采用人工上樹(shù)手持專(zhuān)用工具來(lái)采摘林木球果，這樣不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)安全性差，生產(chǎn)率低，而且對(duì)母樹(shù)損壞較多。為了解決這個(gè)問(wèn)題，東北林業(yè)大學(xué)研制出了林木球果采集機(jī)器人。該機(jī)器人可以在較短的林木球果成熟期大量采摘種子，對(duì)森林的生態(tài)保護(hù)、森林的更新以及森林的可持續(xù)發(fā)展等方面都有重要的意義。
林木球果采集機(jī)器人由機(jī)械手、行走機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)組成。其中機(jī)械手由回轉(zhuǎn)盤(pán)、立柱、大臂、小臂和采集爪組成，整個(gè)機(jī)械手共有5個(gè)自由度。在采集林木球果時(shí)，將機(jī)器人停放在距母樹(shù)3－5米處，操縱機(jī)械手回轉(zhuǎn)馬達(dá)使機(jī)械手對(duì)準(zhǔn)其中一棵母樹(shù)。然后單片機(jī)系統(tǒng)控制機(jī)械手大、小臂同時(shí)柔性升起達(dá)到一定高度，采集爪張開(kāi)并擺動(dòng)，對(duì)準(zhǔn)要采集的樹(shù)枝，大小臂同時(shí)運(yùn)動(dòng)，使采集爪沿著樹(shù)枝生長(zhǎng)方向趨近1.5－2米，然后采集爪的梳齒夾攏果枝，大小臂帶動(dòng)采集抓爪按原路向后捋回，梳下枝上的球果，完成一次采摘，然后再重復(fù)上述動(dòng)作。連捋數(shù)枝后，將球果倒入拖拉機(jī)后部的集果箱中。采集完一棵樹(shù)，再轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手對(duì)準(zhǔn)下一棵。
試驗(yàn)表明，這種球果采集機(jī)器人每臺(tái)能采集落葉松果500公斤，是人工上樹(shù)采摘的30－35倍。另外，更換不同齒距的梳齒則可用于各種林木球果的采集。這種機(jī)器人采摘林木球果時(shí)，對(duì)母樹(shù)破壞較小，采凈率高，對(duì)森林生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有益。
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